JP2000291471A - 空燃比学習制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より正確な空燃比学習制御をより早期に実行
させることのできる空燃比学習制御装置を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明の空燃比学習制御装置は、内燃機
関１と補助動力２とによって駆動されるハイブリッド車
における内燃機関１の空燃比学習値を学習する学習手段
１１を備え、空燃比学習値を学習する学習領域が、内燃
機関１の運転状態に応じて複数領域に分割されており、
学習手段１１が、少なくとも一つの学習領域に関して
は、当該学習領域内の中央付近で空燃比学習値を学習す
るように、内燃機関１を強制的にフィードバック運転さ
せることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と補助動
力とによって駆動されるハイブリッド車における内燃機
関の空燃比学習値の学習を制御する空燃比学習制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関であるエンジンと電気モータな
どの補助動力とによって駆動されるハイブリッド車が知
られている。このようなハイブリッド車としては、特開
平6-48190号公報に記載のものなどが知られている。ハ
イブリッド車の中には、上述した公報に記載のものなど
のように、電気モータのみで走行を行い、その間はエン
ジンを停止するものがある。

【０００３】一方、内燃機関は、排気エミッションを低
減させるために、混合気の空燃比が理論空燃比となるよ
うに空燃比フィードバック制御をしている。空燃比フィ
ードバック制御においては、各種センサの経時変化や製
造誤差などが原因となって、空燃比フィードバック補正
係数FAFの中心値にズレが生じる。そこで、このズレを
補正するために空燃比学習値KGを学習し、この空燃比学
習値KGを空燃比フィードバック制御に反映させている。

【０００４】この空燃比学習値KGの学習においては、エ
ンジンの吸入空気量を検出するエアフロメータなどの出
力特性が製造ばらつき以外にも、吸入空気量によって変
化するなどの理由、あるいは、燃料噴射弁の製造ばらつ
きなどの理由から、内燃機関の運転状態を複数の学習領
域に分割し、各学習領域毎に上述した空燃比学習値KGを
学習している。そして、内燃機関の運転状態に応じて最
適な空燃比学習値KGを反映させることによって、より正
確な空燃比フィードバック制御を行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、ハイブリッド車の中には、その走行状態によって内
燃機関であるエンジンが停止されるものがある。この場
合、上述した空燃比学習値KGの学習がなかなか完了しな
い場合があった。学習領域での学習の完了が遅れると、
より正確な空燃比フィードバック制御が行われるのが遅
くなってしまう。そのため、より正確な空燃比学習制御
をより早期に実行させるための改善が望まれていた。

【０００６】従って、本発明の目的は、より正確な空燃
比学習制御をより早期に実行させることのできる空燃比
学習制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の空燃比学習制御
装置は、内燃機関と補助動力とによって駆動されるハイ
ブリッド車における内燃機関の空燃比学習値を学習する
学習手段を備えた空燃比学習制御装置において、空燃比
学習値を学習する学習領域が、内燃機関の運転状態に応
じて複数領域に分割されており、学習手段が、少なくと
も一つの学習領域に関しては、当該学習領域内の中央付
近で空燃比学習値を学習するように、内燃機関を強制的
にフィードバック運転させることを特徴としている。

【０００８】本発明の空燃比学習制御装置によれば、あ
る学習領域で空燃比学習値が学習される際には、空燃比
学習値が安定している学習領域の中央付近で学習される
ように内燃機関が強制的にフィードバック運転される。
このため、より早期に学習領域の中央付近で空燃比学習
値を学習するようになり、より早期により正確な空燃比
学習制御を行うことができる。

【０００９】また、ここで、内燃機関及び補助動力への
要求出力の配分を決定する配分手段を備え、かつ、学習
領域内の中央付近に基準空燃比学習値を学習する基準学
習領域が設定され、学習手段が、基準学習領域内で基準
空燃比学習値の学習を終了した場合に、当該基準学習領
域を含む学習領域における学習が完了したと判定するよ
うに構成されており、配分手段が、基準学習領域が設定
された学習領域に関しては、当該学習領域内の基準学習
領域内で基準空燃比学習値を学習するように、内燃機関
及び補助動力への要求出力の配分を決定することが好ま
しい。

【００１０】このようにすれば、ある学習領域で空燃比
学習値が学習される際には、基準学習領域内で基準空燃
比学習値を学習するように、配分手段によって内燃機関
及び補助動力への要求出力が配分される。これによっ
て、内燃機関は、基準空燃比学習値をより早期に学習す
るように強制的にフィードバック運転される。この結
果、より早期に基準空燃比学習値を学習するようにな
り、より早期により正確な空燃比学習制御を行うことが
できるのみならず、より早期に当該学習領域における学
習を完了することができる。

【００１１】また、配分手段は、学習手段によって所定
の学習領域についての学習が完了したと判定されるま
で、内燃機関の運転を継続することが好ましい。このよ
うにすれば、所定の学習領域についての学習が終了する
までは、内燃機関が停止されることがなくなるので、さ
らに空燃比学習値（基準空燃比学習値）の学習がより早
期に行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、本実施形態の空燃比学習制
御装置を有するハイブリッド車の構成について、図１及
び図２を参照しつつ説明する。

【００１３】図１に示されるハイブリッド車は、その駆
動源として、内燃機関であるエンジン１と補助動力であ
るモータ２とを有している。また、このハイブリッド車
は、エンジン１の出力を受けて発電を行う発電機３も有
している。これらのエンジン１、モータ２及び発電機３
は、動力分割機構４によって接続されている。動力分割
機構４は、エンジン１の出力を発電機３や駆動輪７に振
り分ける役割や、モータ２からの出力を駆動輪７に伝達
する役割を負っている。また、動力分割機構４は、デフ
ァレンシャルギア５及び駆動軸６を介して駆動輪７に伝
達される駆動力の変速機としての役割も負っている。動
力分割機構４については、追って詳しく説明する。

【００１４】モータ２は、交流同期モータであり、交流
電力によって駆動される。インバータ９は、バッテリ８
に蓄えられた電力を直流から交流に変換して、モータ２
に供給すると共に、発電機３によって発電された電力を
交流から直流に変換して、バッテリ８に蓄えるためのも
のである。発電機３も、基本的には上述したモータ２と
ほぼ等しい構成を有しており、交流同期モータとしての
構成を有している。モータ２が主として駆動力を出力す
るのに対して、発電機３は、主としてエンジン１の出力
を受けて発電する。

【００１５】なお、モータ２は、主として駆動力を発生
するが、駆動輪７の回転を利用して発電（回生発電）す
ることもできる。このとき、駆動輪７にはブレーキ（回
生ブレーキ）がかかるので、これをフットブレーキ（オ
イルブレーキ）やエンジンブレーキと併用することによ
り、ハイブリッド車を制動することができる。反対に、
発電機３は、主としてエンジン１の出力を受けて発電す
るが、インバータ９を介してバッテリ８の電力を受けて
モータとしても機能し得る。

【００１６】上述した動力分割機構４を、エンジン１、
モータ２及び発電機３と共に図２に示す。本実施形態に
おいては、動力分割機構４がプラネタリギアユニットに
より構成されているため、以下、動力分割機構４をプラ
ネタリギアユニット４とも言うこととする。

【００１７】プラネタリギアユニット４は、サンギア４
ａと、このサンギア４ａの周囲に配置されたプラネタリ
ギア４ｂと、このプラネタリギア４ｂのさらに外周に配
置されたリングギア４ｃと、プラネタリギア４ｂを保持
するプラネタリキャリア４ｄとからなる。

【００１８】ここで、エンジン１のクランクシャフト１
５がダンパ１６を介して中心軸１７と結合されており、
この中心軸１７がプラネタリキャリア４ｄと結合されて
いる。即ち、エンジン１の出力は、プラネタリギアユニ
ット４のプラネタリキャリア４ｄに入力される。また、
モータ２は、内部にステータ２ａとロータ２ｂとを有し
ており、このロータ２ｂがリングギア４ｃと結合され、
ロータ２ｂ及びリングギア４ｃはさらに第一ギア１８と
結合されている。即ち、モータ２の出力は、プラネタリ
ギアユニット４のリングギア４ｃに入力され、第一ギア
１８、トルク伝達チェーン１９、第二ギア２０、第三ギ
ア２１、ファイナルギア２２、デファレンシャルギア５
を介して、駆動軸６に伝達される。

【００１９】発電機３は、モータ２と同様に、内部にス
テータ３ａとロータ３ｂとを有しており、このロータ３
ｂがサンギア４ａと結合されている。即ち、エンジン１
の出力が、このプラネタリギアユニット４で分割され、
サンギア４ａを介して発電機３のロータ３ｂに入力され
る。また、エンジン１の出力は、このプラネタリギアユ
ニット４で分割され、リングギア４ｃなどを介して駆動
軸６にも伝達され得る。

【００２０】ここで、発電機３の発電量を制御してサン
ギア４ａの回転を制御することによって、プラネタリギ
アユニット４全体を無段変速機として用いることがで
き、エンジン１又は（及び）モータ２の出力を変速させ
た後に駆動軸６に出力させることができる。また、発電
機３の発電量（モータとして機能する場合は電力消費
量）を制御して、エンジン１の機関回転数を制御するこ
ともできる。これにより、エンジン１の機関回転数をエ
ネルギー効率の良い領域に維持して運転を行うことも可
能となる。

【００２１】上述した構成を有するハイブリッド車にお
ける、走行時のエンジン１、モータ２及び発電機３の状
態を、以下にいくつか例示する。発進時や軽負荷時に
は、低回転状態で高トルクを発生できるモータ２の特性
を利用して、モータ２のみをバッテリ８からの電力で駆
動させてモータ２の駆動力によってハイブリッド車を走
行させる。ある程度の速度が出て、負荷も高くなってき
た場合は、エンジン１を駆動させ、エンジン１の駆動力
と、エンジン１の出力によって発電機３で発電した電力
で駆動されるモータ２の駆動力とによってハイブリッド
車を走行させる。

【００２２】全開加速時など、さらなる出力が必要な場
合は、モータ２を発電機３からの電力とバッテリ８から
の電力との双方で駆動すると共にエンジン１の駆動力も
上昇させ、エンジン１の駆動力とモータ２の駆動力とで
ハイブリッド車を走行させる。減速時や制動時には、駆
動輪７の回転力を利用してモータ２によって回生発電を
行ってハイブリッド車を回生制動させる。また、バッテ
リ８の充電量が低下したような場合は、軽負荷時であっ
てもエンジン１を駆動し、エンジン１の出力を利用して
発電機３で発電を行い、インバータ９を介してバッテリ
８を充電する。

【００２３】これらの制御は、いくつかの電子制御ユニ
ット(ECU)によって制御される(図１参照)。ハイブリッ
ド車として特徴的な、エンジン１による駆動とモータ２
（及び発電機３）による電気的な駆動とは、メインECU
１０によって総合的に制御される。通常の運転状態で
は、メインECU１０によって、エネルギー効率が最適と
なるように、エンジン１及びモータ２への出力配分が決
定され、この要求出力配分に基づいてエンジン１、モー
タ２及び発電機３を制御すべく、各制御指令がエンジン
ECU１１及びモータECU１２に出力される。

【００２４】また、エンジンECU１１及びモータECU１２
は、エンジン１、モータ２及び発電機３の情報をメイン
ECU１０に伝えてもいる。メインECU１０には、バッテリ
８を制御するバッテリECU１３や、ブレーキを制御する
ブレーキECU１４も接続されている。バッテリECU１３
は、バッテリ８の充電状態を監視し、充電量が不足した
場合は、メインECU１０に対して、充電要求指令を出力
する。充電要求を受けたメインECU１０は、バッテリ８
に対して充電をすべく、発電機３によって発電する制御
を行う。ブレーキECU１４は、ハイブリッド車の制動を
司っており、メインECU１０と共にモータ２による回生
ブレーキを制御する。

【００２５】上述した構成を有するハイブリッド車にお
いては、その駆動源としてエンジン１とモータ２とを併
用するので、車輌としてある駆動力が必要である場合
に、エンジン１の出力とモータ２の出力との配分を変更
することで、車輌が必要としている総出力を変更するこ
となく、エンジン１の出力を変更することもできる。即
ち、車輌としてある駆動力が必要であるとき、モータ２
の出力を増やせば、その分エンジン１の出力を抑えるこ
とができ、反対にモータ２の出力を抑制すれば、その分
エンジン１の出力を増やすことができる。本実施形態の
空燃比学習制御装置は、このような出力配分を空燃比学
習制御に利用する。

【００２６】次に、空燃比フィードバック制御について
簡単に説明する。

【００２７】上述したように、空燃比フィードバック制
御は、排気エミッションを低減させるために、混合気の
空燃比が理論空燃比となるように空燃比を制御するもの
である。この空燃比フィードバック制御は、エンジンEC
U１１に接続された各種センサ類（図１及び図２参照）
からの検出結果に基づいて、エンジンECU１１内のROMに
内蔵されたプログラムによって実行される。エンジンEC
U１１に接続された各種センサ類には、空燃比センサ２
３、エアフロメータ２４、エンジン回転数センサ２５、
スロットル開度センサ２６などがある。

【００２８】本実施形態の空燃比センサ２３は、O₂セン
サであり、エンジン１の排気通路２８上の排気浄化触媒
２９の上流側に取り付けられている。空燃比センサ２３
は、排気ガス中の酸素濃度に応じてその出力が変化する
という特性を有しており、空燃比センサ２３の出力か
ら、エンジン１で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃
比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ
的に検出することができる。なお、空燃比センサ２３と
して、エンジン１で燃焼された混合気の空燃比をリニア
に検出することのできる全域空燃比センサ（リニア空燃
比センサ）を用いてもよい。

【００２９】エアフロメータ２４は、エンジン１の吸気
通路２７上に取り付けられており、エンジン１に吸入さ
れる吸入空気量を検出する。本実施形態ではエアフロー
メータ２４としてホットワイヤー型のものが用いられて
いる。なお、ホットワイヤー型のエアフロメータ２４
は、検出対象となる吸入空気量によって出力特性が異な
る。即ち、実際に吸入した空気量（真値）とエアフロメ
ータ２４が出力する値（出力値）との間の偏差が、吸入
空気量によって変化するという特性を有している。この
ため、エアフロメータ２４の出力特性に合わせて、後述
する空燃比学習値KGの学習領域を分割し、より正確な空
燃比フィードバック制御が行えるようにしている。空燃
比学習値KGの学習については、追って詳述する。

【００３０】エンジン回転数センサ２５は、エンジン１
のクランクシャフト１５の回転位置を検出することによ
って、エンジン１の回転数を検出するものである。ま
た、スロットル開度センサ２６は、スロットル弁の開き
具合を検出するものである。上述した各種センサ類から
の出力を基に、エンジンECU１１は、以下に説明する空
燃比フィードバック制御や他の補正制御を行って最終的
に燃料噴射量TAUを決定し、インジェクタ（図示せず）
から決定された燃料噴射量TAUの燃料を噴射させる。

【００３１】エンジン１を運転する際の燃料噴射量TAU
は、次のように決定される。 TAU←α・TAUP・EFTOTAL+β・・・・(I) ここで、TAUPは吸入空気量及びエンジン回転数から決定
される基本燃料噴射量であり、この基本燃料噴射量TAUP
を機関運転状態に応じて補正することにより、最終的な
燃料噴射量TAUを決定する。なお、基本燃料噴射量TAUP
は、吸気管圧力とエンジン回転数から求める場合や、ア
クセル開度とエンジン回転数とから求める場合も考えら
れるが、本実施形態においては、上述したようにエアフ
ロメータ２４を用いて、吸入空気量とエンジン回転数と
から求めている。

【００３２】また、EFTOTALは、空燃比反映トータル値
である。空燃比反映トータル値EFTOTALは、空燃比を目
標空燃比とするために基本燃料噴射量TAUPを補正する成
分であり、この値を用いて空燃比フィードバック制御を
行う。α及びβは、始動直後の暖気増量補正値や加速時
の加速増量補正値などの他の補正成分である。このEFTO
TALは、例えば、空燃比フィードバック補正係数FAFと空
燃比学習値KGとの和で表される。即ち、この場合、(I)
式は次のようになる。 TAU←α・TAUP・(FAF+KG)+β・・・・(II)

【００３３】空燃比フィードバック補正係数FAFは、空
燃比センサ２３によって排気ガス中の酸素濃度から空燃
比を検出して、この空燃比が目標空燃比になるようにフ
ィードバック補正するためのものである。例えば、空燃
比を理論空燃比とする際には、図３(a)及び図３(b)に示
されるように、空燃比センサ２３によって検出された空
燃比が理論空燃比よりもリッチである間は空燃比フィー
ドバック補正係数FAFに対して燃料噴射量を徐々に減量
する値が与えられ、空燃比センサ２３によって検出され
た空燃比がリッチからリーンに変わったときには応答性
向上を考慮して燃料噴射量を増量する値がスキップ的に
与えられる。

【００３４】逆に、空燃比センサ２３によって検出され
た空燃比が理論空燃比よりもリーンである間は空燃比フ
ィードバック補正係数FAFに対して燃料噴射量を徐々に
増量する値が与えられ、空燃比センサ２３によって検出
された空燃比がリーンからリッチに変わったときには応
答性向上を考慮して燃料噴射量を減量する値がスキップ
的に与えられる。このようにして、空燃比を常に理論空
燃比に維持すべく、空燃比フィードバック補正係数FAF
が生成される。

【００３５】なお、空燃比センサ２３の検出遅れを考慮
して、空燃比フィードバック補正係数FAFに図３(c)に示
されるような遅れ時間DT1,DT2を設定する場合もある。
また、エンジンECU１１において空燃比センサ２３の出
力からリーン-リッチをオン-オフ的に判定した判定信号
を一旦生成し、この判定信号に基づいて空燃比フィード
バック補正係数FAFを生成する場合もある。

【００３６】一方、空燃比学習値KGは、燃料噴射弁や空
燃比センサ２３などの機関の個体差や経時変化を反映さ
せるための補正値であり、所定の学習領域毎に学習され
る。空燃比学習値KGは、空燃比フィードバック補正係数
FAFを平均化処理した空燃比フィードバック補正平均値F
AFAVから生成される。空燃比フィードバック制御が行わ
れずにオープンループ制御されているような場合（例え
ばFAF=1.0に固定して制御する場合）であっても、機関
の個体差や経時変化により生じる空燃比のズレを吸収す
るために、この空燃比学習値KGを用いて補正する。

【００３７】空燃比フィードバック補正平均値FAFAVが
リーン寄りの値をとる場合には、燃料噴射量TAUを増加
させるべく、空燃比学習値KGは増加される。これとは反
対に、空燃比フィードバック補正平均値FAFAVがリッチ
寄りの値をとる場合には、燃料噴射量TAUを減少させる
べく、空燃比学習値KGは減少される。

【００３８】なお、空燃比フィードバック補正係数FAF
を用いて空燃比フィードバック制御を行っていれば、こ
のような空燃比学習値KGを用いなくても、空燃比センサ
２３の出力に基づく空燃比フィードバック補正係数FAF
によって空燃比は最終的には理論空燃比に補正される。
しかし、機関の個体差や経時変化を反映させてより精度
の高い制御を行うため、また、より早期に空燃比を理論
空燃比とするために、オープンループ制御中のみならず
フィードバック制御中も空燃比学習値KGが反映される。
なお、この空燃比学習値KGは、学習後にエンジンECU１
１内のバックアップRAM内に記憶され、必要時に取り出
される。

【００３９】上述した空燃比フィードバック補正係数FA
Fや空燃比学習値KGなどは、エンジンECU１１内のROMに
格納されたプログラムによって数ミリ秒毎に演算・更新
される。エンジンECU１１において演算された空燃比フ
ィードバック補正係数FAFや空燃比学習値KGなどに基づ
いて、燃料噴射量TAUが決定され、燃料が噴射される。
エンジンECU１１においては、燃料噴射量TAU以外に、点
火時期やバルブタイミング、ＥＧＲ量、スロットル弁開
度も演算・決定される。

【００４０】エンジンECU１１は、空燃比センサ２３な
どの各種センサ類などと共に、空燃比学習値KGを学習す
ると共にこの学習を制御する学習手段として機能する。
さらに、メインECU１０は、エンジンECU１１やモータEC
U１２などと共に、エンジン１及びモータ２への要求出
力の配分を決定する配分手段として機能する。

【００４１】次に、空燃比学習値KGについて詳しく説明
する。

【００４２】上述したように、空燃比学習値KGは、複数
の学習領域毎に学習される。これらの学習領域は、図４
に示されるように、エンジン１の回転数と出力トルクと
によって形成される二次元マップ上に表すと、等吸入空
気量曲線で区分された領域として設定されている。この
学習領域は、吸入空気量を検出するエアフロメータ２４
の出力特性に応じて決定されている。なお、説明を簡単
にするために、図４には二つの学習領域i,jのみを示し
てあり、以下の説明も学習領域が二つしかない場合で説
明するが、より多くの学習領域が設定されても構わない
ことは言うまでもない。

【００４３】また、各学習領域i,j内には、そのほぼ中
央付近に基準学習領域S-i,S-jが設定されている。空燃
比学習値KG自体は、その学習中には常に少しずつ学習・
更新されているが、エンジン運転領域が上述した基準学
習領域S-i,S-j内にあるときは、そのときの空燃比のズ
レ量をそのまま一度に学習・更新し、基準空燃比学習値
S-KGとする。上述した式(II)の計算には、基準学習領域
S-i,S-jで学習された基準空燃比学習値S-KGが用いられ
る。

【００４４】例えば、エンジン１が図４中のＣ点の状態
で運転される場合、上述した式(II)中の空燃比学習値KG
としては、図４中Ａ点で学習された基準空燃比学習値S-
KGiと図４中Ｂ点で学習された基準空燃比学習値S-KGjと
を補間させる。即ち、基準空燃比学習値S-KGi,S-KGjか
ら図４中のＣ点での空燃比学習値KGを推定し、これを用
いて空燃比フィードバック制御を行う。

【００４５】なお、上述したように、空燃比学習値KG
（基準空燃比学習値S-KG）は、学習が完了した時点でバ
ックアップRAM内に格納されるので、学習の完了してい
ない学習領域に関しての基準空燃比学習値S-KGが必要と
なった場合は、バックアップRAM内の前回の基準空燃比
学習値S-KGが用いられる。

【００４６】また、各学習領域においては、基準学習領
域内で基準空燃比学習値S-KGの学習が完了したときに初
めて、その学習領域に関する学習が完了したと判定され
る。例えば、学習領域iについての学習が完了されたと
判定されるには、基準学習領域S-i内で基準空燃比学習
値S-KGiが学習されなくてはならない。即ち、より早期
に各学習領域（基準学習領域）で基準空燃比学習値S-KG
を学習させることができれば、より早期により正確な空
燃比フィードバック補正制御を行うことができる。

【００４７】学習領域は、上述したように、エアフロメ
ータ２４の出力特性に基づいて複数に分割されている。
このため、各学習領域の中央付近に設定した基準学習領
域内での基準空燃比学習値S-KGが、最もその学習領域内
のエアフロメータ２４の出力特性を反映した値とみなす
のに適している。なお、同一の等吸入空気量曲線上にあ
れば、エンジン回転数や出力トルクが異なっても、その
空燃比学習値KG（基準空燃比学習値S-KG）はほぼ同一の
値となるとみなすことができる。

【００４８】もし仮に、このような基準学習領域を設け
ずに、各学習領域の各状態毎の空燃比学習値KGを空燃比
フィードバック制御にフィードバックしようとすると、
エアフロメータ２４の出力特性を効果的に空燃比学習値
KGに反映させることができないだけでなく、全学習領域
のあらゆる状態についての空燃比学習値KGの学習が完了
するまでは、より正確な空燃比フィードバック制御を行
うことができなくなってしまう。

【００４９】さらに、このような基準学習領域を設けず
に、各学習領域のあらゆる状態についての空燃比学習値
KGを空燃比フィードバック制御にフィードバックしよう
とすると、上述した式(II)で用いる空燃比学習値KGの学
習が全て完了するまでに非常に多くの時間がかかるよう
になってしまう。

【００５０】また、燃料タンク内の蒸散燃料を吸入空気
にパージするような場合は、パージによって空燃比セン
サ２３の検出結果が影響を受けるため、正確な空燃比学
習値KGの学習を行えない。このため、全学習領域での学
習が完了した後にパージを開始するようにしてある場合
はパージの開始が遅くなってしまう。パージの開始が遅
くなれば、その分蒸散燃料を捕集するチャコールキャニ
スタなどの捕集能力の回復が遅くなってしまう。また、
パージを行っている場合に空燃比学習値の学習を停止す
るようにしている場合は、全学習領域での学習の完了が
さらに遅れてしまう。

【００５１】上述した空燃比学習装置を用いた空燃比学
習制御について、以下に説明する。図５に、この学習制
御についてのフローチャートを示す。

【００５２】図５に示されるルーチンは、エンジンECU
１１のROM内に格納されたプログラムによって一定時間
毎（例えば数ミリ秒毎）に実行される。まず、空燃比学
習条件が成立しているか否かを判定する（ステップ１０
０）。空燃比学習条件が成立する場合は、ここでは、
(1)空燃比フィードバック中である、(2)各種燃料増量係
数が残っていない、(3)冷却水温度≧70℃、の全てが成
立する場合である。空燃比学習条件が成立していない場
合は、空燃比学習値KGの学習は行われず、このルーチン
から抜ける。

【００５３】ステップ１００において、空燃比学習条件
が成立していると判定された場合は、アクセル開度が所
定開度γ以上となっているか否かを判断する（ステップ
１０５）。ステップ１０５において、アクセル開度が所
定開度γ以上である場合は、エンジン１が高負荷状態に
あると判断できる。この場合は、上述した各種センサか
らエンジン１の状態を検出し、検出したエンジン状態か
らエンジン１に対して要求される要求出力値を算出する
（ステップ１０６）。この算出は、エンジンECU１１と
メインECU１０とによって算出される。このとき、エン
ジン１とモータ２との要求配分も一旦算出してもよい。
次に、算出されたエンジン１の要求出力値を、最終的な
エンジン１への要求出力として決定し（ステップ１６
０）、この決定されたエンジン１への要求出力に基づい
てエンジン１をフィードバック運転する（ステップ１７
０）。

【００５４】一方、ステップ１０５が否定され、エンジ
ン１が高負荷状態にはない場合には、上述した各種セン
サからエンジン１の状態を検出し、検出したエンジン状
態からエンジン１に対して要求される要求出力値を一旦
算出する（ステップ１１０）。次に、空燃比学習の完了
していない学習領域があるか否かを判定する（ステップ
１２０）。上述したように、各学習領域i,jにおいて
は、その基準学習領域S-i,S-j内で基準空燃比学習値S-K
Gi,S-KGjを学習したときに、学習が完了したと判定され
る。即ち、基準空燃比学習値S-KGを学習していない学習
領域があるときは、ステップ１２０は肯定される。

【００５５】基準空燃比学習値S-KGを学習していない学
習領域がないとき、即ち、ステップ１２０が否定された
ときは、ステップ１１０において算出されたエンジン１
の要求出力値を、最終的なエンジン１への要求出力とし
て決定し（ステップ１６０）、この決定されたエンジン
１への要求出力に基づいてエンジン１をフィードバック
運転する（ステップ１７０）。同時にモータ２への要求
出力も決定するので、これに基づいて、モータ２（及び
発電機３）も駆動する。

【００５６】一方、ステップ１２０において、基準空燃
比学習値S-KGi,S-KGjを学習していない学習領域がある
とき、即ち、ステップ１２０が肯定されたときは、ステ
ップ１２０に続いて、ステップ１１０で算出された出力
要求値がどの学習領域に相当するのかを判定する。ここ
では、学習領域が二つしかない場合で説明しているた
め、ステップ１１０で算出された出力要求値が学習領域
i内での運転状態に相当するか否かを判定する（ステッ
プ１３０）。

【００５７】即ち、ステップ１３０が肯定されれば、ス
テップ１１０で算出された出力要求値は学習領域iに相
当し、ステップ１３０が否定されれば、ステップ１１０
で算出された出力要求値は学習領域jに相当すると判定
できる。学習領域がより多く設定される場合には、算出
した要求出力値が何れの学習領域内での運転状態となる
のかを判定することになる。

【００５８】ステップ１１０で算出した要求出力値か
ら、これに相当する学習領域を判定するのに、ここで
は、エンジンECU１１内のROMに格納されたマップが用い
られる。エンジン１の出力は、エンジン１の回転数と出
力トルクと吸入空気量との関数として得られる。ここ
で、実際のエンジン１の回転数はエンジン回転数センサ
２５から検出でき、実際の吸入空気量はエアフロメータ
２４によって検出できる。

【００５９】ステップ１３０が肯定され、ステップ１１
０で算出した要求出力値が学習領域iに相当すると判定
された場合は、エンジン１が学習領域i内の基準学習領
域S-iで運転されるように、最終的にエンジン１への要
求出力を決定する（ステップ１４０）。即ち、ステップ
１１０で算出されたエンジン１への要求出力値が、図４
中のＤ点やＥ点での運転に相当する場合、図４中矢印で
示されるように、エンジン１が基準学習領域S-i内で運
転されるようにエンジン１への要求出力を決定する。

【００６０】ステップ１３０が否定された場合、即ち、
算出した要求出力値が学習領域jに相当すると判定され
た場合も同様に、エンジン１が学習領域j内の基準学習
領域S-jで運転されるように、最終的にエンジン１への
要求出力を決定する（ステップ１５０）。そして、ステ
ップ１４０又はステップ１５０において最終的に決定さ
れた要求出力に基づいて、エンジン１が強制的にフィー
ドバック運転される（ステップ１７０）。

【００６１】ここで、ハイブリッド車は、上述したよう
にメインECU１０によってエンジン１及びモータ２への
要求出力の配分を決定しているため、エンジン１の要求
出力を減少させた場合はモータ２の要求出力を増加させ
ることで、車輌として必要としている出力は確保でき
る。反対に、エンジン１の要求出力を増加させた場合は
モータ２の要求出力を減少させることで、車輌として必
要としている出力は確保できる。モータ２の出力を増加
させる際にはバッテリ８からの電力（あるいは、発電機
３からの電力）を余計に消費することになるが、モータ
２の出力を減少させる際には消費電力が抑制されるの
で、電力の消費量がほぼ相殺され、電力の過剰消費は回
避される。

【００６２】このように、各学習領域i,jでの学習が完
了していない場合にはエンジン１が各基準学習領域S-i,
S-j内で強制的にフィードバック運転されるため、より
早期に基準空燃比学習値S-KGi,S-KGjが学習され、より
早期に各学習領域i,jにおいて学習が完了されるように
なる。即ち、学習領域i内でエンジン１が運転されると
きは、より早期に基準学習領域S-i内で基準空燃比学習
値S-KGiが学習され、この基準空燃比学習値S-KGiがより
早期に空燃比フィードバック制御に反映されるようにな
る。学習領域jに関しても同様である。

【００６３】全ての学習領域についての学習が終了した
後は（ステップ１２０が否定されるような場合は）、エ
ンジン１を基準学習領域内で運転されるように強制的に
フィードバック運転させる制御は行われなくなる。即
ち、全ての学習領域についての学習が終了した後は、各
学習領域内のあらゆる状態で空燃比学習値KGが学習され
るようになる。全ての学習領域についての学習が終了し
た後にエンジン１が基準学習領域内で運転される状態と
なった場合は、基準空燃比学習値S-KGは更新される。

【００６４】また、本実施形態においては、全ての学習
領域についての学習が終了するまでは、エンジン１が停
止されることはなく、その運転が継続される。即ち、そ
れだけ、エンジン１が各学習領域で運転されやすくなる
ので、空燃比学習値KG（基準空燃比学習値S-KG）の学習
がより早期に完了されるようになる。

【００６５】なお、本発明の空燃比学習制御装置は、上
述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上
述した実施形態においては、全ての学習領域についての
学習が終了するまではエンジン１の運転を継続するよう
にした。このようにするのが最も好ましいが、このよう
にしなくても学習はより早期に完了されるようになる。
即ち、ある学習領域内でエンジン１が運転される場合
は、その学習領域内の基準学習領域内で運転されるよう
に強制的にフィードバック運転されるので、その学習領
域に関しては、より早期に学習が完了することになる。

【００６６】また、全ての学習領域についての学習が終
了するまではエンジンの運転を継続するのではなく、複
数の学習領域の中から予め設定しておいた所定の学習領
域についての学習が完了するまではエンジンの運転を継
続するようにしてもよい。例えば、エンジンが運転され
る確率が非常に高い学習領域がある場合などは、このよ
うな学習領域を予め設定しておいた所定の学習領域に含
めておかなくても早期に学習が完了する確率が高いので
問題ないという場合も考えられる。

【００６７】また、上述した実施形態においては、全て
の学習領域について基準学習領域が設定されたが、一部
の学習領域についてのみ基準学習領域を設定し、基準学
習領域が設定された学習領域のうちの少なくとも一領域
に関してのみ上述した強制的なフィードバック運転を行
うようにしてもよい。この場合であっても、強制フィー
ドバック運転が行われる学習領域に関しては、より早期
に学習が完了するようになる。

【００６８】また、上述した実施形態では、イグニッシ
ョンがオンとされて全ての学習領域（基準学習領域）で
基準空燃比学習値S-KGの学習が完了した後は、上述した
強制的なフィードバック運転は行われない。しかし、一
定時間毎や一定走行距離毎に上述した強制的なフィード
バック運転が再度行われるようにしてもよい。

【００６９】さらに、上述した実施形態においては、ホ
ットワイヤ型のエアフロメータ２４によって吸入空気量
を検出し、エアフロメータ２４の出力特性に応じて学習
領域を分割した。しかし、ホットワイヤ型でないエアフ
ロメータを用いてもよいし、エアフロメータではなく吸
気管圧力から吸入空気量を検出するようにしてもよい。
また、これに対応して、学習領域は最も適切な分割方法
によって分割されればよい。

【００７０】

【発明の効果】本発明の空燃比学習制御装置は、ハイブ
リッド車における内燃機関の空燃比学習値を学習する学
習手段を備え、学習領域が複数領域に分割されており、
学習手段が、少なくとも一つの学習領域に関しては、当
該学習領域内の中央付近で空燃比学習値を学習するよう
に、内燃機関を強制的にフィードバック運転させるの
で、本発明の空燃比学習制御装置によれば、ある学習領
域で空燃比学習値が学習される際には、空燃比学習値が
安定している学習領域の中央付近で学習されるように内
燃機関が強制的にフィードバック運転される。このた
め、より早期に学習領域の中央付近で空燃比学習値を学
習するようになり、より早期により正確な空燃比学習制
御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空燃比学習制御装置の一実施形態を有
するハイブリッド車の構成を示す構成図である。

【図２】図１に示すハイブリッド車の内部構成を示す構
成図である。

【図３】空燃比フィードバック制御における(a)空燃比
センサ出力波形、(b)空燃比フィードバック補正係数FAF
の波形、(c)空燃比フィードバック補正係数FAFの波形の
別の例を示している。

【図４】空燃比学習値の学習領域を示すグラフである。

【図５】空燃比学習制御装置による空燃比学習制御を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、２…モータ、３…発電機、４…動力分割
機構（プラネタリギアユニット）、８…バッテリ、９…
インバータ、１０…メインECU（配分手段）、１１…エ
ンジンECU（学習手段）。

フロントページの続き (72)発明者 高岡 俊文 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA07 BA00 BA14 BA21 BA22 CA05 CA07 DA00 DA01 DA03 DA06 DA09 DA11 EA01 EA04 EB01 FA04 FA09 FA11 FB00 3G301 HA00 HA01 JA18 KA06 KA09 LA00 LB01 MA01 MA11 NA08 NB00 NB06 NB11 NC02 ND01 ND33 PA04Z PA07Z PA11Z PA17Z PD02A PD02Z PE01Z PE06Z PF03Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と補助動力とによって駆動され
   るハイブリッド車における前記内燃機関の空燃比学習値
   を学習する学習手段を備えた空燃比学習制御装置におい
   て、 前記空燃比学習値を学習する学習領域が、前記内燃機関
   の運転状態に応じて複数領域に分割されており、 前記学習手段が、少なくとも一つの前記学習領域に関し
   ては、当該学習領域内の中央付近で前記空燃比学習値を
   学習するように、前記内燃機関を強制的にフィードバッ
   ク運転させることを特徴とする空燃比学習制御装置。
2. 【請求項２】 前記内燃機関及び前記補助動力への要求
   出力の配分を決定する配分手段を備え、かつ、前記学習
   領域内の中央付近に基準空燃比学習値を学習する基準学
   習領域が設定され、 前記学習手段が、前記基準学習領域内で前記基準空燃比
   学習値の学習を終了した場合に、当該基準学習領域を含
   む前記学習領域における学習が完了したと判定するよう
   に構成されており、 前記配分手段が、前記基準学習領域が設定された前記学
   習領域に関しては、当該学習領域内の前記基準学習領域
   内で前記基準空燃比学習値を学習するように、前記内燃
   機関及び前記補助動力への要求出力の配分を決定するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の空燃比学習制御装置。
3. 【請求項３】 前記配分手段は、前記学習手段によって
   所定の前記学習領域についての学習が完了したと判定さ
   れるまで、前記内燃機関の運転を継続する、請求項２に
   記載の空燃比学習制御装置。
4. 【請求項４】 前記学習領域が、前記内燃機関の機関回
   転数と前記内燃機関の出力トルクとによって形成される
   二次元マップ上に、等吸入空気量曲線で区分された領域
   として設定されている、請求項１〜３の何れか一項に記
   載の空燃比学習制御装置。